作为稳态热电热机的量子点接触中的功率、效率与涨落
介观与纳米尺度物理
2021-08-04 v1
摘要
在热机运行中,大功率输出、高效率与小涨落之间的权衡近来在热力学不确定性关系(TURs)的背景下受到关注。本文通过理论探究具有能量依赖透射函数的量子点接触(QPC)作为稳态热电热机的运行,为这一权衡提供具体说明。作为出发点,我们回顾并拓展了先前关于功率产出与效率的分析。此后,我们将功率涨落以及 TURs 对功率、效率与涨落共同施加的界限作为附加性能量化指标进行分析。我们允许 QPC 透射概率具有任意平滑度(其在能量上呈现接近阶跃状的依赖关系),并考虑线性与非线性运行 regime。研究发现,在广泛参数范围内,功率产出接近其理论最大值,效率超过卡诺效率的一半,同时涨落相当小。此外,我们表明通过在线性 regime 中要求非零功率产出,可用热电优值表述更强的 TUR。有趣的是,对于我们这一 QPC 器件,该界限在远超线性响应的广泛参数 regime 中也成立。
引用
@article{arxiv.1904.03912,
title = {Power, Efficiency and Fluctuations in a Quantum Point Contact as Steady-State Thermoelectric Heat Engine},
author = {Sara Kheradsoud and Nastaran Dashti and Maciej Misiorny and Patrick P. Potts and Janine Splettstoesser and Peter Samuelsson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03912},
year = {2021}
}
备注
To be submitted to Entropy, Special Issue "Quantum Transport in Mesoscopic Systems", comments are welcome